Наука и кулинария. Физика еды. От повседневной до высокой кухни

Если задуматься, этот эксперимент может считаться неплохим приближением к тому, что происходит с продуктом у вас во рту. Когда вы откусываете кусок стейка, сила коренных зубов давит на него и деформирует на какую-то долю в зависимости от того, насколько стейк жесткий. В какой-то момент кусок отделяется. Мы говорим, что он фрагментируется, или разрывается. Следовательно, модуль упругости – это не какая-то произвольно взятая цифра: он довольно точно описывает происходящее у вас во рту при пережевывании пищи.

РИСУНОК 3

Оценка моделей упругости обычных продуктов соответствует вашему опыту: желе очень мягкое, а морковь – жесткая. Свежие персики могут быть мягкими или жесткими в зависимости от спелости. Модуль упругости измеряется в паскалях (сокращенно Па) – единицах давления.

ИЗМЕРЕНИЕ УПРУГОСТИ СТЕЙКА

Здесь показан простой эксперимент по примерному определению модуля упругости сырого стейка. Отрежьте квадратный кусок стейка, измерьте его стороны и вычислите площадь. На изображении каждая сторона стейка равна 4 см, так что площадь будет 4 × 4 см, то есть 16 см², или 0,0016 м². Измерим высоту продукта перед сжатием (на изображении она составила 30 мм); это будет L₀. Теперь поместите на него грузик (это может быть баночка со специями или что-то другое, что найдется у вас на кухне, в идеале – нечто с большей площадью, чем у вашего куска). Правильно подобранный вес немного сплющит стейк, но полностью его не размажет. Измерьте новую высоту продукта (здесь она 28 мм). Тогда ΔL (дельта L) – это то, на сколько сжался продукт, что в данном случае будет 30–28 = 2 мм. И наконец, нам нужно узнать массу баночки со специями. Здесь общий вес, давящий на стейк, равен 200 г. Умножаем вес в килограммах (0,2) на 10, чтобы перевести массу в силу, и получаем силу 2 Н (ньютона). И теперь наконец вы можете подставить цифры в формулу модуля упругости!

Вы можете поставить этот эксперимент со стейком перед жаркой и после нее, чтобы посмотреть, как приготовление изменяет жесткость. Или поставьте его с другими продуктами и сравните результат с модулями упругости из таблицы. Ваши цифры находятся в том же диапазоне? Если да – браво! Вы не ошиблись в расчетах.

Способы увеличения упругости

Управлять модулем упругости при приготовлении пищи можно бесчисленным множеством способов, и умелый повар чутко угадывает тонкие корректировки, которые необходимо произвести для самых небольших изменений текстуры. Несмотря на все сложности, два основных метода те же, что и для жидких продуктов: мы можем увеличивать объемные доли или изменять полимерные структуры.

Изменения упаковки

При увеличении объемной доли твердое вещество может стать еще жестче. Если вы продолжите выпаривать воду из соуса маринара, ставшего томатной пастой, блямба в сотейнике будет становиться все тверже. Если размажете пасту тонким слоем по сушилке и испарите еще больше воды, паста станет тягучей и жесткой, как фруктовая пастила. Модуль упругости стал еще выше.

Это кажется довольно простым – и так оно и есть на самом деле. А еще применимо к самым разнообразным продуктам. Однако даже здесь есть свои сложности. Нам нужно рассматривать не только то, насколько плотно упакованы кусочки или молекулы. Нужно учитывать и то, как именно они упакованы. Для некоторых продуктов это определяет результат – удачу или провал. Например, при темперировании шоколада нам нужно нагреть масло какао до определенной температуры, затем охладить до другой температуры, чтобы молекулы жира расположились определенным образом. Только когда шоколад упакован в виде одного из шести возможных видов кристаллов, он приобретает желаемый блеск, ломкость и стабильность, которые мы ценим.

Изменения упаковки и полимерных сетей

Как мы уже знаем, многие продукты можно трансформировать, изменяя как упаковку, так и полимерные сети. Мы узнали, как изготавливают сыры типа рикотты, добавляя сычужный фермент или кислоту в молоко, чтобы создать сети из коагулировавших полимеров белка, и образуется сгусток. Следующий шаг – прессовка сгустка для удаления сыворотки. Объемная доля створоженной массы увеличивается, и сыр становится плотнее. Итоговая текстура сыра зависит от того, сколько сыворотки было удалено. Тофу изготавливается сходным образом. Соевое молоко створаживают с помощью таких солей, как хлорид магния (нигари) или сульфат кальция, а затем свернувшуюся массу отжимают до желаемой плотности. Шелковый тофу, который не проходит отжима, похож на заварной крем, а плотный намного тверже. В любом случае конечная текстура – результат как образования полимерной сети, так и более плотной упаковки.

Гелеобразование (полимерные сети)